钻杆地层测试试油.docx

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钻杆地层测试试油

第三章钻杆地层测试试油

习题

1.地层测试试油的概念，目的及优点

2.地层测试基本原理及分类

3.地层测试设计内容

4.不同类型地层测试选择方法、开关井时间分配

5.测试垫的概念及类型

6.封隔器坐封位置的选择

7.画出典型APR测试工具下井测试的管柱示意图，说明主要组件的名称。

8.一口216mm的裸眼井，井深4020m，测试层段4000—4015m，用127mm钻杆测试，钻杆环形面积A2＝126.6cm2，杆重量为350N/m，总长度为3870m，用159mm钻铤120m，钻挺重量1200N/m，127mm多流测试器下深4000m，多流测试器下部管柱重量为15000N，钻井液密度γ＝12000N/m3。

坐封封隔器的负荷f封＝150000N，计算上提理论自由点的读数。

9.油管输送射孔一测试联合作业技术的优点

10.下图为地层测试压力卡片展开图，说明图中字母A、B、C、D、E、F、G、H所代表的意义，分析该卡片所揭示的地层信息。

11.某井采用MFE测试工具进行地层测试，井深3200m，油层在3150－3170m，多流测试阀下入位置在3020m，预计地层压力为32.3Mpa，泥浆密度为1.21g/cm3，如果测试垫为清水，测试设计最大工作压差为8Mpa。

（1）画出测试井井深结构图，标出测试阀和封隔器位置。

（2）计算液垫的高度。

答案

1.地层测试试油的概念，目的及优点

答：

地层测试又称钻柱测试（DrillStemTesting简称DST）,是一种重要的测试方法。

是指在钻井过程中（或下套管完井之后），用钻杆（或油管）将地层测试送入井内、操作测试器开井、关井,对目的层进行测试，取得井下压力—时间关系曲线，通过曲线分析可获取动态条件下地层和流体的各种资料，计算出地层和流体的特性参数，及时对储层作出评价的一种试油测试工艺。

地层测试的具体目的是：

（１）探明新地区、新构造、新层位是否有工业性油气流，验证油、气层的存在；

（２）查明油气田的含油面积及油水或气水边界，油气藏的驱动类型和产油、气能力；

（３）通过分层测试，取得分层测试资料，计算出储层和流体的特性参数，为估算油气储量和制定油气田开发方案提供依据。

地层测试优点

（１）及时发现油气藏，加快新区勘探开发速度；（２）获取的测试资料受地层污染影响少；（３）井筒储集影响小；（４）测试时间短、效率高。

2.地层测试基本原理及分类

答：

主要包括测试阀、封隔器和压力记录仪等部分。

地层测试用钻杆（或油管）下到井底，通过地面操作，使封隔器坐封，将钻井液和其它层段与测试层段隔离开。

通过地面控制打开测试阀，使调试层段的地层流体经筛管流入测试管柱内，压力记录仪记录流动压力与时间关系曲线；然后关闭测试阀，

记录恢复压力一时间关系曲线。

按要求开井、关井，记录相应的压力动态资料。

在终关井时，取得井下流体样品，可用作高压物性分析。

测试的种类可按不同类型、不同方式和不同时机来进行划分。

按测试时机划分：

中途测试和完井测试，

按座封类别划分：

裸眼测试和套管测试，

按测试方式划分：

常规测试和综合测试，

按作业方式分，可分为单封隔器测试（常规测试）、双封隔器测试（跨隔测试）和联合作业测试，

　按选用的工具操作方式分，可分为提放式操作工具的测试（MFE和HST测试，称为常规测试）和压控操作工具的测试（PCT和APR测试，称为压控测试）。

3.地层测试设计内容

答：

测试施工设计的主要内容应包括：

①基本数据；

②测试要求；

③选定测试设备依据测试要求，选定井口控制装置、井下工具及仪表的型号、规格、数量，管串组合方式，画出管串图，列出工具清单；如需进行地面计量和其它联合作业、也提出地面计量设备和联合作业设备的要求。

④施工设计

a确定测试类型，选定坐封位置，

b选定气液垫的类型，确定测试压差，计算垫量；

c确定开关井次数及各段时间：

d计算“自由点”（使用上提下放操作工具）或计算操作控制压力（使用压控工具）；

e确定施工步骤。

4.不同类型地层测试选择方法、开关井时间分配

答：

裸眼井必须考虑当时的井眼条件，特别是疏松的砂泥岩裸眼井段，则更应十分谨慎，要求井眼质量较好，钻井液要加入防卡剂。

对于在坚硬的碳酸盐岩裸眼井的测试，其风险性小得多，只需注意钻井酸性能即可，同时要求自上而下，钻开一层，测试一层，钻开产层的厚度一般在10—20m，不要超过50m。

套管井测试按不同井别（参数井、预探井、评价井等）的主要钻探目的，自下而下，分层测试，逐层逐段取全取准资料，不允许采取大段合试的办法，测试厚度—般应在10一20m．最长不宜超过50m。

开关井时间的分配要根据产层渗透率高低、流动性好坏、测试时的地面显示情况和井眼条件等多种因素而定。

1裸眼井测试时，要根据井眼条件允许停留的时间来确定，对于砂泥岩裸眼井测试．一般采用初开井3—5min，初关井1h、终开井1—2h、终关井2—4h为宜。

如果条件不允许，可以采用一开一关的办法进行测试，开井1—2h、关井2—4h；对于碳酸盐岩地层的测试，可以适当延长开关井时间,初开井30min以内、初关井2h、终开井2—4h，终关井4—8h。

2套管井测试，以录取资料的要求来确定开关井次数和时间，有时为了判断油藏的类型、确定边界情况，可能要开关井几天，也可以采用多于二次开井二次关井的办法来确定油藏是否有衰竭，或采用三开加抽吸的办法彻底弄清目的层产液性质。

也有采用较长关井时间来探测是否有边界异常和是否达到径向流。

要进行较长时间的探边等测试。

最好采用地面直读系统，把井下压力、温度数据传至地面。

由计算机进行实时处理并在监视器上显示可按压力曲线变化情况准确及时确定开关井、用尽量短的时间测得满意的结果。

5.测试垫的概念及类型

答：

测试垫是在测试过程中为了平衡测试阀内外压差，在测试阀以上管住加入的平衡工作液体或气体。

1）液垫常用的有水垫、优质压井液和柴油垫。

采用液垫的优点是工艺简单、省时、经济，只需将液体灌入管柱中即可；其缺点是垫量不易调整。

2）气垫，就是在测试阀打开之前，整个管柱内充满一定压力的氮气，测试阀打开后，地层流体流入测试管柱内。

3）液气混合垫由于氮气垫只有在测试管柱下到井底后，才能注入到管柱中去。

实际操作比用液垫复杂；在深井测试时，易造成井底测试管柱被压扁或挤毁。

6.封隔器坐封位置的选择

答：

①封隔器坐封位置应选在地层岩性好、致密、坚硬及井径规则的井段，最好选在灰岩或胶结致密、坚硬的砂泥岩井段，

②根据双井径曲线的重合段来选定坐封段，其长度不少于3m。

③坐封深度不能低于测试层顶部深（上封隔器）、也不宜离测试层过远，一般不超过15m，也要避免测试井段过长、一般不超过50m，

④封隔器胶筒外径与坐封井段井径之差不能大于30mm（膨胀式封隔器除外）

⑤支承尾管—般情况下，不宜超过80m。

7.画出典型APR测试工具下井测试的管柱示意图，说明主要组件的名称。

答

APR工具测试管柱

中间管柱从上至下是：

（1）水下测试树，坐于水下防喷器组内；

（2）钻杆；（3）大通径安全阀；（4）伸缩接头；（5）钻杆或钻铤；（6）APR—M2取样器安全阀；（7）RTTS反循环阀；（8）钻杆或钻铤；（9）LRR—N测试阀；（10）震击器；（11）RVS反循环阀；（12）RTTS安全接头；（13）RTTS封隔器；（14）大通径记录仪托筒。

这套管柱主要用于一般的测试。

如果要向井内挤玻液、射孔一测试就用左边的管柱。

（15）APR—A反循环阀；（16）Champ

（1）封隔器；（17）大通径液力旁通；如果要穿过采油封隔器或下EZ－SV桥塞进行测试，就采用右边的管柱。

（18）采油封隔器或EZ—SV封隔器。

8.一口216mm的裸眼井，井深4020m，测试层段4000—4015m，用127mm钻杆测试，钻杆环形面积A2＝126.6cm2，杆重量为350N/m，总长度为3870m，用159mm钻铤120m，钻挺重量1200N/m，127mm多流测试器下深4000m，多流测试器下部管柱重量为15000N，钻井液密度γ＝12000N/m3。

坐封封隔器的负荷f封＝150000N，计算上提理论自由点的读数。

答：

多流测试器处的液柱压力：

P测＝γ×H＝13000×4000＝52000000

＝52.0×106N/m2＝52MPa

钻杆在空气的重量＝350×3870＝1354500N

钻铤在空气的重量＝1200×120＝144000N

多流测试器下部管柱重量15000N

管柱在空气中的重量1354500+144000＋15000＝1513500

钻井液浮力：

52×106N/m2×126.6×10-4=658320

管柱在钻井液中的重量＝管柱在空气中的重量－钻井液浮力

＝1513500－658320＝855180

127mm多流测试器液压面积A1＝25.8cm2

测试阀浮力损失BL＝A1·p测＝25.8×52×102

＝134160N

坐封封隔器的负荷f封＝150000N

则下放坐封时指重表的读数

Q读＝W下－W测－f封

＝855180—15000—150000＝690180N

则上提理论自由点读数

Q自＝W上－W测＋BL

＝855180—15000＋134160＝974340N

9.油管输送射孔一测试联合作业技术的优点

答：

油管输送射孔一测试联合作业技术，兼有油管输送射孔和钻柱测试技术的优点、可以对各种复杂的井、如大斜度井、定向井、稠油井、硫化氢、高温高压井等，进行负压射孔，使射孔孔道得到很好的清洗，提高射孔流动效率，是在不发生射孔液污染的情况下，立即进行地层测试。

管柱一次下井完成了射孔、测试两项作业，减少起下管柱次数，减轻劳动强度，缩短施工周期，可以加快勘探开发的步伐。

使测得的地层资料能更真实地反映地层情况，为评价油气藏提供可靠的依据。

10.下图为地层测试压力卡片展开图，说明图中字母A、B、C、D、E、F、G、H所代表的意义，分析该卡片所揭示的地层信息。

答：

各点的物理意义如下：

A：

测试管柱下至预定深度处的钻井液柱静压；（1分）

B：

打开测试阀，地层流体流人钻杆，液垫压力；（1分）

C：

初关井点，也即初流动期终点压力；

D：

初关井终压力；（1分）

E：

二次开井流动（终流动）起点压力；

F：

二次开井流动（终流动）终点压力；

G：

终关井末点压力；

H：

测试点泥浆柱压力。

该井井壁区污染可认为是井筒附近存在一个低渗区（小于地层渗透率）。

地层液体流动时，压力损失增大，不能达到顶计产量。

但恢复时，却能快速递补和压力回升。

所以流动期压力线斜率小，关井期压力线斜率大。

该次测试两次流动压力曲线几乎水平，关井压力急剧增大，为典型的地层严重污染型。

11、某井采用MFE测试工具进行地层测试，井深3200m，油层在3150－3170m，多流测试阀下入位置在3020m，预计地层压力为32.3Mpa，泥浆密度为1.21g/cm3，如果测试垫为清水，测试设计最大工作压差为8Mpa。

（1）画出测试井井深结构图，标出测试阀和封隔器位置。

（2）计算液垫的高度。

答：

（1）

测试井井深结构如下图所示。

（2）液垫高度计算公式如下：

公式取值如下：

＝32.3MPa，

＝180m

MPa

则